2025年高考生物专项复习：基因工程（一）

考点79基因工程(一)

高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆

考点解读

1.基因工程的概念

(1)供体：提供目的基因。

(2)操作环境：住处。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理：基因重组。

(5)受体：表达目的基因。

(6)本质：性状在受体体内的表达。

(7)优点：克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传性状。

2.DNA重组技术的基本工具

(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)

①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

②作用：识别特定的核昔酸序列并切开特定部位的两个核昔酸之间的磷酸二酯键。

③结果：产生黏性末端或平末端。

(2)DNA连接酶

①种类：按来源可分为E-coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。

②作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核甘酸之间的磷酸二酯键。

③DNA连接酶和限制酶的关系

£"的？3NA连接酶™A+

(3)载体

①种类：质拉、九噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

'能自我复制

②质粒的特点|有一个至多个限制酶切割位点

有特殊的标记基因

:j筵重点考向,

考向一限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用

1.如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、

解旋酶作用的正确顺序是

①一►②---------―►---------

③——二二④一=c

A.①②③④B.①②④③

C.①④②③D.①④③②

【参考答案】c

【试题要析】限制薛可在特定住点时DNA分子进行切割：DNA聚合薛在DNA分子复制时将脱袁核誓

酸连接成晚氯核昔酸逑；DNA连接薛可将限制薛切开的磷酸二商就连接在一起；梦旋降的作用是将DNA

双雄跟开殍褴，为复制或转录提供模版.

解题技巧

确定限制酶的种类

PstlSma\Psfl

Gf[家谪基因।J二

SmaiEcoRi

图甲图乙

（1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类

①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择人丹。

②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SwI。

③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图

甲也可选择用PstI和EcoRI两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切点）。

（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类

①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。

②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶

Smai会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失

的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。

产g8式切般）

2.若要利用某目的基因（见图甲）和Pi噬菌体载体（见图乙）构建重组DNA（见图丙），限制性核酸内切酶的酶

切位点分别是Bglll（AiGATCT）,EcoRI（GlAATTC）和Sau3AI《GATC）。下列分析合理的是

BglIISa”3Al

I目的基因j

-l~»1

EcoRiEcoR]

»表示RNA聚合醐的

移动方向

重组DNA

甲丙

A.用EcoRI切割目的基因和Pi噬菌体载体

B.用Bg/II和EcoRI切割目的基因和Pi噬菌体载体

C.用8g/II和Sau3AI切割目的基因和Pi噬菌体载体

D.用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和Pi噬菌体载体

【答案】D

【踪析】弼答本题的关键是要看清切割后目的基因括人的方向，只有用£coRl而Saz3Al切割目的基

因叁Pi噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合静在插人的目的基因上的移动方向才一定与明丙相

同。

在重点考向,

考向二载体的作用及特点分析

二立典例了领」

3.下列关于基因工程中载体的叙述，错误的是

A.常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等

B.目的基因与载体结合的过程发生在细胞外

C.载体上含有标记基因，可用于检测目的基因是否导入受体细胞

D.质粒可作为基因工程的载体，其化学本质是小型链状DNA

【参考答案】D

【试题解析】基因工程常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，A正确；基因工程的操作环境是在

生物体外，因此目的基因与载体结合的过程发生在细胞外，B正确；载体上含有标记基因，其作用是检

测目的基因是否导入受体细胞，C正确；质粒的化学本质是小型环状DNA分子，D错误。

技法提炼

载体上标记基因的标记原理

载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。

当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗

生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示:

在含有氨节青霉素

的培养基上培养

只有含有载体,

含有抗氨节

并且载体上的

青霉素基因大肠杆菌中有的

基因表达的大

的质粒有载体进入，有的

肠杆菌才能存

没有载体进入

活并增殖

4.如图是表达新基因用的质粒的示意图,若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是

A.HmdIII

C.EcoBD.PstI

【答案】C

【超析】A处有BamHl、EcoB、Cla\限制降的切点，使用A〜D中的EcoB切割时，才能让目的基因

播入到A处。

（点过关喻7

1.下列关于基因工程的叙述，错误的是

A.基因工程的生物学原理是基因重组

B.通过基因工程技术能够定向改造生物的遗传性状

C.整个过程都在细胞外进行

D.基因工程属于分子水平的操作

2.下列关于酶功能的叙述正确的是

A.DNA聚合酶与RNA聚合酶催化的底物都是游离的脱氧核甘酸

B.DNA连接酶能将游离的脱氧核甘酸逐一连接起来，形成一个完整的DNA分子

C.基因工程整个过程与RNA聚合酶无关

D.限制性核酸内切酶和DNA水解酶都能断裂磷酸二酯键

3.关于基因工程的操作工具的说法，正确的是

A.所有的限制酶只能识别一种特定的核甘酸序列

B.质粒具有标记基因，以便为目的基因的表达提供条件

C.载体必须具备的条件之一：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接

D.DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键

4.关于下图所示黏性末端的叙述中，正确的是

•T-C-C-C-AA-A-T-T-C-A-G-C-T-T-

-A-G-G-G-T-A-A-G-T-T-T-C-C-AG-A-

①②③④

A.①与③由相同限制酶切割产生

B.DNA连接酶可催化①与③的拼接

C.经酶切形成④需要脱去2个水分子

D.①〜④中的化学键均为相同化学键

5.一环状DNA分子，设其长度为1。限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处；限制性内切酶B在其上

的切点位于0.3处；限制性内切酶C的切点未知。但C单独切或与A或B同时切的结果如下表，请确

定C在该环形DNA分子的切点应位于图中的

c单切长度为O.S和02的两个片段

C与A同时切长度为2个0.2和1个0.6的片段

C与B同时切长度为2个0」和1个0.3的片段

A.0.2和0.4处

B.0.4和0.6处

C.0.5和0.7处

D.0.6和0.9处

6.以下是几种不同限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列叙述中，错误的是

(D-CT(X'A②…G③…TG

…G-CTTAA•••AC

④•“G⑤…GC

-CT(X：A•••CG

A.以上DNA片段是由5种限制酶切割后产生的

B.若要把相应片段连接起来，应选用DNA连接酶

-CTGCAG-

C.上述能进行连接的两个片段，其连接后形成的DNA分子是“VACGTC…

D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键

7.在DNA测序工作中，需要将某些限制性核酸内切酶的限制位点在DNA上定位，使其成为DNA分子中

的物理参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶印加HII、BamHI

和二者的混合物分别降解一个4kb(Ikb即1千个碱基对)大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝

胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示。据此分析，这两种限制性核酸内切酶在该DNA

分子上的限制位点数目是以下哪一组

Hind]I[

BamHI

1.8kl)

1.0kl>

0.9kl)

0.3kl)

A.HindIII

B.HindIll2个，BamHI3个

C.Hind1112个，BamHI1个

D.Hind1112个，BamHI2个

8.下列有关质粒的叙述中，正确的是

A.质粒是存在于细菌中的一种细胞器

B.质粒改造后可用作基因工程的载体

C.质粒上基因的表达不遵循中心法则

D.质粒必须具有抗生素抗性以便筛选

9.科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是

A.提高受体细胞在自然环境中的耐热性

B.有利于检测目的基因是否导入受体细胞

C.增加质粒分子的相对分子质量

D.便于与外源基因连接

10.根据基因工程的有关知识，回答下列问题:

(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有和

(2)质粒运载体用EcoRI切割后产生的片段如下:

AAHC........G

G........CTTAA

为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRI切割外，还可用另一种限制性

核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是。

(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即DNA连接酶和DNA

连接酶。

(4)反转录作用的模板是,产物是。若要在体外获得大量反转录产物，常采用

技术。

(5)基因工程中除质粒外，和________也可作为运载体。

真题过关

11.(2018・北京卷)用Xhol和Sall两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物

分离结果如图。以下叙述不正确的是

XhulSallSallSullXhol

11111

ffll除切位点图

①②

图2电泳结果示意图

A.如图中两种酶识别的核甘酸序列不同

B.如图中酶切产物可用于构建重组DNA

C.泳道①中是用Sall处理得到的酶切产物

D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA

12.(2017.新课标I卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物

所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定

蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题：

（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是

（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用

—作为载体，其原因是»

（3）若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有

（答出两点即可）等优点。

（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是（填“蛋白A的基因”

或‘蛋白A的抗体”）。

（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工

程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是

匿匿考答案.

1.【答案】c

【解析】基因工程又叫基因耕接技术或DNA重组技术，其生物学原理是基因重姐，A正德；逋过基因

工程技术，能按黑人们的意愿，把•一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物

的细匏里，走向改造生物的遗传性状，B正确：重组DNA需要在体外进行，但目的基因的表达是在细

电内进行的，C错误；基因工程是在DNA分子水平上进行设计叁操作的，又叫DNA重组技术，D正礴.

2.【答案】D

【解析】DNA聚合酶与RNA聚合酶催化的底物分别是游离的脱氧核苜酸和游离的核糖核甘酸，A错误；

DNA聚合酶能将游离的脱氧核苔酸逐一连接起来，形成一个完整的DNA分子，B错误；目的基因的转

录需要用到RNA聚合酶，C错误；限制性核酸内切酶和DNA水解酶都能断裂磷酸二酯键，D正确。

3.【答案】C

【解析】一种限制酶只能识别一种特定的核苜酸序列，不同酶识别序列不同，A错误。质粒具有标记基

因，以便检测和筛选获得目的基因的受体细胞，B错误。载体必须具备的条件之一:具有多个限制酶切点，

以便与外源基因连接，C正确。DNA连接酶使黏性末端之间形成磷酸二酯键，D错误。

4.【答案】B

【解析】不同限制酶切割生成的黏性末端也有可能会相同，因此①与③不一定是由相同限制酶切割产生

的，A错误；由于①与③的黏性末端相同，所以DNA连接酶可催化①与③的拼接，B正确；形成④需

要断裂两个磷酸二酯键，因此需要消耗2分子的水，而不是脱去2个水分子，C错误；①〜④中的化学

键有氢键和磷酸二酯键，D错误。

5.【答案】A

【践析】依图中所示，酸制降C施切的切割位点有两个，又由C与A同切且A的切点位于0.0处知C

的切割住点为0.8、0.6或0.2、0.4或0.2、0.8,又由C与B同切且B的切点住于03处知C的切割位点

为0.2、0.4或0.2、0.1或04、0.5,所以C的切割位点为02、0.4,A正瑞。

6.【答案】A

【解析】分析题图：图示为几种不同限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成的部分片段，其中①④是

同一种限制酶切割形成的，具有相同的黏性末端；②经过限制酶切割后形成黏性末端；③、⑤经过限制

酶切割后形成平末端。图中①④是同一种限制酶切割形成的，因此以上DNA片段是由4种限制酶切割

后产生的，A错误；DNA连接酶可将具有相同末端的DNA片段连接起来，B正确；图中①④具有相同

'…5"AG…

的黏性末端，可被DNA连接酶连接形成…GACGTC…，C正确；限制酶和DNA连接酶作用的部位都是

磷酸二酯键，其中限制酶能将磷酸二酯键切断，而DNA连接酶能将磷酸二酯键连接起来，D正确。

7.【答案】A

【解析】依题意和图示分析可知：单独用限制酶H泳HII降解（左图）一个4kb（Ikb即1千个碱基对）

大小的线性DNA分子，可得到2.8kb和1.2kb的两段，说明该DNA分子上有1个限制酶以加7111的限

制位点，而单独用限制酶由"汨I降解（右图）该DNA分子，则得到1.8kb、1.3kb和0.9kb的三段，

说明该DNA分子上有2个限制酶及I的限制位点。综上分析，A正确，B、C、D均错误。

8.【答案】B

【解析】质粒是存在于细菌中的一种环状DNA,A错。天然质粒经过人工改造后，可用作基因工程的载

体，B正确。质粒上基因的表达遵循中心法则，C错。质粒上要有标记基因以便筛选，但不一定是抗生

素抗性基因，D错。

9.【答案】B

【解析】抗菌素抗性基因的作用是作为标记基因，可鉴别受体细胞中是否含有目的基因，故选B。

10.【答案】（1）黏性末端平末端

（2）切割产生的DNA片段末端与EcoRI切割产生的相同

（3）E.coliT4

（4）mRNA（或RNA）cDNA（或DNA）PCR

（5）噬菌体动植物病毒

【设析】（1）限制性核酸内切薛可以将DNA分孑切成两种类型的末竭，平末旗和貂性末竭.（2）两

种不同降切割之后便于相连，所产生的貂性末瑞必须相同.因比为使运薮体与目的基因相连，含有目的

基因的DNA除可用EcoRI切割外，还可用另一种限制性核歌内切薛切割，该年必须具有的特点是切割

产生的DNA片段末^与EcoRI切割产生的相同。